Thiết kế kho lạnh với công suất 3 tấn thịt heo mẻ

Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

./MỤC LỤC

Trang

CHƯƠNG MỞ ĐẦU: CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU
І. Mục đích và ý nghĩa của hệ thống lạnh
ІІ. Nội dung và thông số
1. Cấp đông:
2. Trữ đông:
3. Thông số môi trường:
CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC VÀ BỐ TRÍ MẶT BẰNG KHO LẠNH
§1.1 Tính kích thước phòng cấp đông
1. Tính thể tích chất tải: Vct
2. Tính diện tích chất tải : Fct
3. Chiều cao trong của phòng cấp đông
4. Chiều cao trong của phòng cấp đông
5. Xác định số phòng cấp đông: n
§1.2 Tính kích thước phòng trữ đông
1. Tính thể tích chất tải: Vct
2. Tính diện tích chất tải : Fct
3. Chiều cao trong của phòng trữ đông
4. Chiều cao trong của phòng trữ đông
5. Xác định số phòng trữ đông: n
§1.3 Bố trí mặt bằng kho lạnh
CHƯƠNG 2: TÍNH CÁCH NHIỆT CÁCH ÂM CHO KHO LẠNH
§2.1 Tính cách nhiệt cho tường bao kho lạnh
1. Kết cấu và các số liệu của nó

2.Tính toán
3. Kiểm tra nhiệt độ đọng sương
§2.2 Tính cách nhiệt trần kho lạnh
1. Kết cấu và các thông số của nó
2.Tính toán
3. Kiểm tra nhiệt độ đọng sương
§2.3 Tính cách nhiệt nền kho lạnh
1. Kết cấu và các thông số của nó
2.Tính toán
3. Kiểm tra nhiệt độ đọng sương
§2.4 Bố trí cách nhiệt cho kho lạnh
CHƯƠNG 3: TÍNH NHIỆT HỆ THỐNG LẠNH
§3.1 Tính nhiệt cho phòng cấp đông
1. Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che : Q1
2. Tính tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì: Q2
3.Tính tổn thất lạnh do vận hành: Q4
4. Tính nhiệt kho lạnh
5. Công suất lạnh yêu cầu của máy nén
§3.2 Tính nhiệt cho phòng trữ đông
1. Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che : Q1
2. Tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì Q2:
3.Tính tổn thất lạnh do vận hành: Q4
4. Tính nhiệt kho lạnh.
5. Công suất lạnh yêu cầu của máy nén
CHƯƠNG 4: LẬP CHU TRÌNH VÀ TÍNH CHỌN MÁY NÉN
SVTH: Phạm Vi Ca
Trang: 1

4
4

4

5
5

5

6
7

9

12

14
15

19


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

§4.1 Chọn môi chất
§4.2 Hệ thống lạnh cho phòng trữ đông
І. Thông số ban đầu
ІІ. Tính toán chu trình
1. Chọn nhiệt độ bay hơi :
2. Chọn nhiệt độ ngưng tụ :

3. Tính cấp nén của chu trình
4. Chọn chu trình lạnh
5. Chọn độ quá lạnh, độ quá nhiệt
6. Xây dựng đồ thị và lập bảng thông số các điểm nút
7. Xác định lưu lượng tuần hoàn qua hệ thống
8. Phụ tải nhiệt của thiết bị ngưng tụ
9. Xác định công của máy nén
10. Tính chọn công suất lạnh
11. Hệ số làm lạnh
Ш. Chọn máy nén
1.Chọn máy nén
2. Chọn động cơ kéo máy
§4.3 Hệ thống lạnh cho phòng cấp đông
І. Thông số ban đầu
ІІ. Tính toán chu trình
1. Chọn nhiệt độ bay hơi :
2. Chọn nhiệt độ ngưng tụ :
3. Tính cấp nén của chu trình
4. Chọn chu trình lạnh
5. Chọn độ quá lạnh, độ quá nhiệt
6. Xây dựng đồ thị và lập bảng thông số các điểm nút
7. Tính toán chu trình
Ш. Tính chọn máy nén và động cơ kéo nó
1. Tính chọn máy nén
2.Chọn động cơ cho máy nén
CHƯƠNG 5: TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT VÀ
THIẾT BỊ PHỤ
§5.1 Tính chọn thiết bị ngưng tụ
1. Chọn thiết bị ngưng tụ
2. Mục đích của thiết bị ngưng tụ

3. Cấu tạo
5. Tính chọn thiết bị ngưng tụ
4. Nguyên lý làm việc
§5.1 Tính chọn thiết bị bay hơi
1. Chọn thiết bị bay hơi
2. Mục đích của thiết bị bay hơi
3. Cấu tạo
4. Nguyên lý làm việc.
5. Tính chọn thiết bị bay hơi
§5.3 Tính chọn thiết bị phụ
1. Bình chứa cao áp
2. Bình tách dầu
3. Thiết bị tách khí không ngưng
4. Bình hồi nhiệt
SVTH: Phạm Vi Ca
Trang: 2

22
23

27

32

33

35


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

5. Bình trung gian
6.Tính chọn tháp giải nhiệt
CHƯƠNG 6: VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG LẠNH

43

§6.1 Nhiãûm vuû váûn haình maïy laûnh
43
Caïc chè tiãu kinh tãú vaì kyî thuáût chuí yãúu :
§6.2 Đặc điểm vận hành của hệ thống lạnh Freon
1.Dấu hiệu làm việc bình thường.
2.Khởi động máy
3.Ngừng máy
4.Điều chỉnh chế độ làm việc
§6.3 Bảo dưỡng và sữa chữa hệ thống lạnh

44

Tài liệu tham khảo

45

SVTH: Phạm Vi Ca
Trang: 3

44

Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

CHƯƠNG MỞ ĐẦU: CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU
І. Ý NGHĨA VÀ MỤC ĐÍCH CỦA HỆ THỐNG LẠNH
- Từ xa xưa con người đã biết sử dụng lạnh cho đời sống, bằng cách cho vật cần làm lạnh tiếp
xúc với những vật lạnh hơn. Sau này kỹ thuật lạnh ra đời đã thâm nhập vào các ngành kinh tế
quan trọng và hỗ trợ tích cực cho các ngành đó như:
• Ngành công nghệ chế biến và bảo quản thực phẩm
• Trong công nghiệp nặng: làm nguội khuôn đúc
• Trong y tế: chế biến và bảo quản thuốc
• Trong công nghiệp hoá chất
• Trong lĩnh vực điều hoà không khí
- Đóng vai trò quan trọng nhất là ngành công nghiệp chế biến và bảo quản thực phẩm. Tuy nhiên
để có thể giữ cho thực phẩm được lâu dài nhằm cung cấp, phân phối cho nền kinh tế quốc dân,thì
phải cấp đông và trữ đông nhằm giữ cho thực phẩm ở 1 nhiệt độ thấp (-180C ÷ - 40 0 C). Bởi vì ở
nhiệt độ càng thấp thì các vi sinh vật làm ôi thiu thực phẩm càng bị ức chế, các quá trình phân
giải diễn ra rất chậm. Vì vậy mà có thể giữ cho thực phẩm không bị hỏng trong thời gian dài.
ІІ. NỘI DUNG VÀ YÊU CẦU THIẾT KẾ
1. Cấp đông:
- Sản phẩm bảo quản: thịt Heo
- Công suất:
E = 3,0 tấn/mẻ
- Nhiệt độ thịt đầu vào:
180c
- Nhiệt độ thịt đầu ra:
ttb = -150c
- Thời gian cấp đông:

11giờ
- Nhiệt độ phòng cấp đông:
-350c
2. Trữ đông:
- Công suất :
E = 35 tấn
- Nhiệt độ phòng trữ đông:
-180c
3. Thông số môi trường:
Địa điểm xây dựng:
Quảng Nam
Nhiệt độ môi trường:
tn = 37,70c
Độ ẩm môi trường:
φn = 77%
-

SVTH: Phạm Vi Ca
Trang: 4


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC VÀ BỐ TRÍ MẶT BẰNG KHO LẠNH
Mục đích của chương này là xác định các kích thước của các phòng lạnh cấp đông và trữ đông
của kho lạnh ,xác định số lượng các phòng lạnh và cách bố trí hợp lí mặt bằng kho lạnh.
§1.1 Tính kích thước phòng cấp đông
Cho biết: - Công suất : E = 3,0 tấn/mẻ

- Sản phẩm: Thịt Heo
1. Tính thể tích chất tải: Vct
E
Vct=
, [m3]
gv
Với: - E [tấn]: Công suất chất tải phòng cấp đông
- gv= 0,17 tấn/m3 : định mức chất tải thể tích- theo bảng 2-3 – tr28-tài liệu [1]
3
Suy ra:Vct=
= 17,65 [m3]
0,17
2. Tính diện tích chất tải : Fct
Vct
Fct=
, [m2]
hct
Với: hct [m]: chiều cao chất tải, chọn hct= 2m
17, 65
Suy ra:Fct=
= 8,83 [m2]
2
3. Diện tích trong của phòng lạnh(diện tích lạnh cần xây dựng): Ftr
- chọn số phòng lanh n = 1
Fct
Ftr=
, [m2]
n.β F
Với : βF: là hệ số kể đến đường đi lại,diện tích chiếm chỗ của dàn bay hơi,quạt. Ở dây ta chọn
βF = 0,54 - theo bảng 2-5 -tr34 - tài liệu[1]

8,83
Suy ra:
Ftr=
= 16,35 ,[m2]
1.0,54
4. Chiều cao trong của phòng cấp đông
htr= hct+ ∆h , [m]
Với: ∆h là chiều cao kể đến gió đi đối lưu trong buồng, chọn ∆h = 1m
Suy ra: htr=2+1= 3 m
5. Xác định số phòng cấp đông: n
Ftr
n=
,
f
Với: f là diện tích buồng lạnh quy chuẩn. chọn f= 4,8x3,6 m2
16,35
Suy ra: n =
= 0,95
17, 28
Suy ra : n =1 phòng => Cỡ buồng cấp đông sẽ là: Ftr = f = 4,8x3,6 m2
§1.2 Tính kích thước phòng trữ đông.
Cho biết: - Công suất: E = 35 tấn
1. Tính thể tích chất tải: Vct
E
Vct =
, [m3]
gv
SVTH: Phạm Vi Ca
Trang: 5

Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

Với: - E [tấn]: Công suất chất tải phòng cấp đông
- gv= 0,45tấn/m3 : định mức chất tải thể tích, tra theo bảng 2-3 –tr28 tài liệu [1] đối với thịt heo
đông lạnh
35
Suy ra: Vct =
= 77,78 m3
0,45
2. Tính diện tích chất tải : Fct
Vct
Fct =
, [m2]
hct
Với: hct [m]: chiều cao chất tải, chọn hct= 2m
77,78
Suy ra:Fct=
= 38,89 m2
2
3. Diện tích trong của phòng lạnh: Ftr
Fct
Ftr=
, [m2]
βF
Với : βF: là hệ số kể đến đường đi lại, diện tích chiếm chỗ của dàn bay hơi, quạt. Ở dây ta chọn
theo bảng 2-4-tr30 tài liệu[1] với diện tích buồng lạnh từ 20÷100 m2 có βF=0,7
38,89

Suy ra:
Ftr =
= 55,5 m2
0,7
4. Chiều cao trong của phòng trữ đông
htr = hct+ ∆h , [m]
Với: ∆h là chiều cao kể đến gió đi đối lưu trong buồng. chọn
∆h = 1m
Suy ra: htr = 2+1 = 3 m
5. Xác định số phòng trữ đông: n
Ftr
n=
,
f
Với: f là diện tích buồng lạnh quy chuẩn. chọn f = 6x6 m2
55,5
Suy ra: n =
= 1,54
36
chọn n = 2 phòng => Cỡ buồng cấp đông sẽ là: Ftr = f = 6x6 m2
§1.3 Bố trí mặt bằng kho lạnh

PHÒNG MÁY

CĐ
(-35°C)

VAN PHÒNG

TĐ

(-18°C)

TĐ
(-18°C)

SVTH: Phạm Vi Ca
Trang: 6


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

CHƯƠNG 2: TÍNH CÁCH NHIỆT CÁCH ẨM CHO KHO LẠNH
Do chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường và kho lạnh là rất lớn. Do đó để giảm tối đa tổn thất
nhiệt ra môi trường thì chúng ta phải bọc cách nhiệt. Biết rằng lớp cách nhiệt càng dày thì tổn
thất nhiệt càng ít. Nhưng chiều dày của nó phải đảm bảo tối ưu hoá giữa chi phí đầu tư và tiết
kiệm năng lượng khi vận hành. Mục đích của chương này là để giải quyết vấn đề đó. Trong
khuôn khổ đồ án môn học chúng ta không cần tính lớp cách ẩm.
Chiều dày lớp cách nhiệt tính theo công thức tính hệ số truyền nhiệt k qua vách phẳng nhiều lớp
lấy từ công thức (3-1) trang 64 tài liệu [1]
1
n
tư
δ δ
1 , [W/m2K]
k = 1
+ ∑ i + cn +
α 1 n =1 λi λcn α 2
Suy ra chiều dày lớp cách nhiệt:

n
1  1
δi
1 
 , [m]
δcn=λcn  −  + ∑ +
 k  α 1 i =1 λi α 2 
Với:
- δcn: Độ dày yêu cầu của lớp cách nhiệt, [m]
- λcn: Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt , [W/mK]
2
- k : Hệ số truyền nhiệt, [W/m K]
2
- α1: hệ số toả nhiệt của môi trường bên ngoài tới tường cách nhiệt, [W/m K]
2
- α2: hệ số toả nhiệt của vách buồng lạnh tới buồng lạnh, [W/m K]
- δi: Bề dày yêu cầu của lớp vật liệu thứ i, [m]
- λi: Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, [W/mK]
§2.1 Tính cách nhiệt cho tường bao kho lạnh
Chúng ta sẽ tính cách nhiệt chung cho các tường và tính cho các tường khắc nghiệt.
Chiều dày lớp cách nhiệt được xác định theo 2 yêu cầu cơ bản:
- Vách ngoài kết cấu bao che không được phép đọng sương, nghĩa là độ dày của lớp cách
nhiệt phải đủ lớn để nhiệt độ bề mặt vách ngoài ngoài lớn hơn nhiệt độ đọng sương của
môi trường ts.
Chọn chiều dày cách nhiệt sao cho giá thành một đơn vị lạnh là rẻ nhất.
1. Kết cấu và các số liệu của nó

SVTH: Phạm Vi Ca
Trang: 7

Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh
Lớp
1
2
3

Vật liệu
Tol Sắt
Polyurethane
Tol Sắt

GVHD:Nguyễn Thành Văn
δ [m]
0,002
?
0,002

λ [W/mK]
58
0,041
58

Ghi chú

2.Tính toán
a. Phòng trữ đông
- Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của tường bao α1 :
α1 = 23,3 W/m2K
- tra theo bảng 3-7 trang 65, tài liệu [1]

- Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của buồng lạnh lưu thông không khí cưỡng bức:
α2=9 W/m2K
- tra theo bảng 3-7 trang 65, tài liệu [1]
Đối với phòng trữ đông thì nhiệt độ trong phòng là -18 0C.
Tra bảng 3-3 trang 63 tài liệu [1] với nhiệt độ phòng -18 0C tính cho vách
bao ngoài. Ta có hệ số truyền nhiệt tối ưu qua tường : ktư = 0,22 W/m2K
Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng trữ đông:
n
1  1
δi
1 
 , [m]
δcn=λcn  −  + ∑ +
k
α
λ
α
i
=
1
i
2 
 1

δcn = 0,041[

n
1
1
0, 002 1

−(
+ ∑2
+ )]
0, 22 23,3 i
58
9

= 0,18 [ m]
-Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy chuẩn. Do đó chiều dày thực tế
của lớp cách nhiệt cũng được chọn theo quy chuẩn với điều kiện nó phải lớn hơn hoặc bằng
tt
chiều dày đã xác định được . Ở đây chọn chiều dày thực tế của tấm cách nhiệt là: δ cn = 0,2 m
tt
Ứng với δ cn ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế:
1
n
tư
δ δ
1
k = 1
+ ∑ i + cn +
α 1 n =1 λi λcn α 2
⇒ ktđ = 0,199 ,[W/m2K]

b. Phòng cấp đông
- Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của tường bao tra theo bảng 3-7 trang 65 tài liệu [1] có :
α1= 23,3 W/m2K
- Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của buồng lạnh lưu thông không khí cưỡng bức mạnh tra
theo bảng 3-7 trang 65-tài liệu[1] có: α2= 10,5 W/m2K
-

Đối với phòng cấp đông thì nhiệt độ trong phòng là -35 0C. Tra bảng 3-3
trang 63- tài liệu [1] với nhiệt độ phòng -35 0C tính cho vách bao ngoài.
Ta có hệ số truyền nhiệt tối ưu qua tường : ktư = 0,19 W/m2K

Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng trữ đông:
n
1  1
δi
1 
 , [m]
δcn=λcn  −  + ∑ +
 k  α 1 i =1 λi α 2 

SVTH: Phạm Vi Ca
Trang: 8


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh
δcn = 0,041[

GVHD:Nguyễn Thành Văn

n
1
1
0, 002
1
−(
+∑2

+
)]
0,19 23,3 i=1
58
10,5

= 0,21 [ m]
Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy chuẩn. Do đó chiều dày thực tế
của lớp cách nhiệt cũng được chọn theo quy chuẩn với điều kiện nó phải lớn hơn hoặc bằng
tt
chiều dày đã xác định được . Ở đây chọn chiều dày thực tế của tấm cách nhiệt là: δ cn = 0,3 m
tt
Ứng với δ cn ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế:
1
n
tư
δ δ
1
k = 1
+ ∑ i + cn +
α 1 n =1 λi λcn α 2

1
0, 002
0,3
1 = 0,134 ,[W/m2K]
kcđ = 1
+ ∑2
+
+

23,3 i=1
58
0, 041 10,5
3. Kiểm tra nhiệt độ đọng sương
Nếu bề mặt ngoài của tường bao đọng sương thì ẩm sẽ dễ xâm nhập vào phá huỷ lớp cách nhiệt.
Để tránh hiện tượng đọng sương xảy ra thì nhiệt độ bề mặt ngoài tường bao phải lớn hơn nhiệt
độ đọng sương của môi trường. Điều kiện để không xảy ra hiện tượng đọng sương được xác định
theo công thức (3-7) trang 66,tài liệu[1].
tn − ts
t −tf
2
k ≤ ks = 0,95.α1 n
, [W/m K]
Với: - k : hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường, [W/m2K]
- ks :hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường khi bề mặt ngoài là nhiệt độ đọng sương,
[W/m2K]
- α1=23,3 W/m2K hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của từơng bao che
- tf : nhiệt độ trong buồng lạnh, 0C
- tn= 37,70C : nhiệt độ môi trường ngoài
- ts = 32,70C nhiệt độ đọng sương của môi trường, tra theo đồ thị h-x trang 9,tài liệu[1].với nhiệt
độ môi trường t1=37,70C và độ ẩm φ=77%
a. Phòng trữ đông
Phòng trữ đông có tf = -180C
tn − ts
t −tf
Suy ra:
ks = 0,95.α1 n
37, 7 − 32, 7
ks= 0,95.23,3.
= 1,99 ,[W/m2K]

37, 7 + 18
Mà có ktđ = 0,199 < ks = 1,99 ,[W/m2K]
Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài của tường bao phòng trữ đông
b.Phòng cấp đông
Phòng cấp đông có tf= -350C
Suy ra:
tn − ts
t −tf
ks = 0,95.α1 n
37, 7 − 32,5
ks= 0,95.23,3.
= 1,53 ,[W/m2K]
37, 7 + 35
2

Mà có kcđ= 0,134 < ks = 1,53

,[W/m2K]

SVTH: Phạm Vi Ca
Trang: 9


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài của tường bao phòng cấp đông.
§2.2 Tính cách nhiệt trần kho lạnh
1. Kết cấu và các thông số của nó

Lớp
1
2
3

Vật liệu
Tol Sắt
Polyurethane
Tol Sắt

δ [m]
0,002
?
0,002

λ [W/m2K]
58
0,041
58

2. Tính toán
a. Phòng trữ đông
- Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của tường bao tra theo bảng 3-7 trang 65,tài liệu[1] có :
α1= 23,3 W/m2K
- Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của buồng lạnh lưu thông không khí cưỡng bức vừa phải
tra theo bảng 3-7 trang 65,tài liệu[1] có: α2=9 W/m2K
- Đối với phòng trữ đông thì nhiệt độ trong phòng là -18 0C. Tra bảng 3-3 trang 63 tài
liệu[1] với nhiệt độ phòng -18 0C tính cho mái bằng. Ta có hệ số truyền nhiệt tối ưu qua
tường : ktư = 0,218 W/m2K

Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng trữ đông:
n
1  1
δi
1 

 , [m]
−
+
+
δcn=λcn 
∑

k
α
λ
α
i
=
1
1
i
2



1
1
0, 002 1
−(

+2
+ )]
0, 218 23,3
58
9
= 0,182 ,[ m]
Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy chuẩn. Do đó chiều dày thực tế
của lớp cách nhiệt cũng được chọn theo quy chuẩn với điều kiện nó phải lớn hơn hoặc bằng
tt
chiều dày đã xác định được . Ở đây chọn chiều dày thực tế của tấm cách nhiệt là: δ cn = 0,2 m
δcn = 0,041[

tt
Ứng với δ cn ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế:
1
1
n
2
tư
δ δ
1 = 1
0, 002 0, 2 1 = 0,199 ,[W/m2K]
ktđ = k = 1
+ ∑ i + cn +
+ ∑2
+
+
α 1 n =1 λi λcn α 2 23,3 i=1
58
0, 041 9

SVTH: Phạm Vi Ca
Trang: 10


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

b. Phòng cấp đông
- Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của tường bao tra theo bảng 3-7 trang 86,tài liệu[1] có :
α1= 23,3 W/m2K
- Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của buồng lạnh lưu thông không khí cưỡng bức mạnh tra
theo bảng 3-7 trang 86,tài liệu[1] có: α2= 10,5 W/m2K
Đối với phòng cấp đông thì nhiệt độ trong phòng là -35 0C. Tra bảng 3-3
trang 84 tài liệu[1] với nhiệt độ phòng -35 0C tính cho mái bằng.
Ta có hệ số truyền nhiệt tối ưu qua tường : ktư = 0,17 W/m2K
Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng trữ đông:
n
1  1
δi
1 

 , [m]
δcn=λcn  −  + ∑ +
k
α
λ
α
i

=
1
i
2 
 1

δcn = 0,041[

1
1
0, 02
1
−(
+ 2.
+
)] = 0,235 , [m]
0,17 23,3
58 10,5

Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy chuẩn. Do đó chiều dày thực tế
của lớp cách nhiệt cũng được chọn theo quy chuẩn với điều kiện nó phải lớn hơn hoặc bằng
tt
chiều dày đã xác định được . Ở đây chọn chiều dày thực tế của tấm cách nhiệt là: δ cn = 0,3 m
tt
Ứng với δ cn ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế:
1
n
tư
δ δ
1

k = 1
+ ∑ i + cn +
α 1 n =1 λi λcn α 2

1
1
0,
02
0,3
1 = 0,134 ,[W/m2K]
kcđ =
+ 2.
+
+
23,3
58 0, 041 10,5
3. Kiểm tra nhiệt độ đọng sương
Nếu bề mặt ngoài của tường bao đọng sương thì ẩm sẽ dễ xâm nhập vào phá huỷ lớp cách nhiệt.
Để tránh hiện tượng đọng sương xảy ra thì nhiệt độ bề mặt ngoài tường bao phải lớn hơn nhiệt
độ đọng sương của môi trường. Điều kiện để không xảy ra hiện tượng đọng sương được xác định
theo công thức (3-7) trang 66 tài liệu [1].
tn − ts
t −tf
2
k ≤ ks = 0,95.α1 n
, [W/m K]
Với: - k : hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường, [W/m2K]
- ks :hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường khi bề mặt ngoài là nhiệt độ đọng sương,
[W/m2K]
- α1= 23,3 W/m2K hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của từơng bao che

- tf : nhiệt độ trong buồng lạnh, 0C
- tn= 37,50C : nhiệt độ môi trường ngoài
- ts = 32,50C nhiệt độ đọng sương của môi trường, tra theo đồ thị h-x-trang 9- tài liệu [1].với
nhiệt độ môi trường t1=37,70C và độ ẩm φ=77%
a. Phòng trữ đông
Phòng trữ đông có tf = -180C
37, 7 − 32,5
Suy ra:
ks = 0,95.23,3.
= 1,99 ,[W/m2K]
37, 7 + 18
Mà có ktđ = 0,199 < ks = 1,99
,[ W/m2K]
SVTH: Phạm Vi Ca
Trang: 11


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài của tường bao phòng trữ đông
b. Phòng cấp đông
Phòng cấp đông có tf= -350C
37, 7 − 32,5
Suy ra:
ks= 0,95.23,3.
= 1,53 ,[W/m2K]
37, 7 + 35
Mà có kcđ= 0,134< ks = 1,53 ,[ W/m2K]

Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài của tường bao phòng cấp đông.
§2.3 Tính cách nhiệt nền kho lạnh
1. Kết cấu và các số liệu của nó

Lớp
1
2
3

Vật liệu
Tol Sắt
Polyurethane
Tol Sắt

δ [m]
0,002
?
0,002

λ [W/m2K]
58
0,041
58

Ghi Chú

2. Tính toán
- Đối với kho lạnh có nhiệt độ âm sâu nếu đặt trực tiếp lên nền bê tông dễ có nguy cơ đóng
băng lớp nước dưới nền , giãn nở gây vỡ kho lạnh . Vì vậy phải sưởi ấm nền kho lạnh có nhiệt
độ âm sâu . Đối với các nước nhiệt đới như Việt Nam chỉ cần thông gió tụ nhiên là đủ .

a. Phòng trữ đông.
- Hệ số toả nhiệt bề mặt dưới của nền tra theo bảng 3-7 trang 65,tài liệu[1] có :
α1= 7 ,[W/m2K]
- Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của buồng lạnh lưu thông không khí cưỡng bức vừa phải
tra theo bảng 3-7 trang 86 tài liệu [1] có: α2=9 W/m2K
- Đối với phòng trữ đông thì nhiệt độ trong phòng là -18 0C. Tra bảng 3-6 trang 64 tài
liệu [1] với nhiệt độ phòng -18 0C tính cho nền có sưởi. Ta có hệ số truyền nhiệt tối ưu
qua nền có sưởi: ktư = 0,23 W/m2K
Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng trữ đông:
1
1
0, 002 1
− ( + 2.
+ )]
δcn = 0,041[
0, 23 7
58
9
= 0,17 ,[ m ]
Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy chuẩn. Do đó chiều dày thực tế
của lớp cách nhiệt cũng được chọn theo quy chuẩn với điều kiện nó phải lớn hơn hoặc bằng
tt
chiều dày đã xác định được . Ở đây chọn chiều dày thực tế của tấm cách nhiệt là: δ cn =0,2m
tt
Ứng với δ cn ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế:

SVTH: Phạm Vi Ca
Trang: 12

Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

1
1
0,
002
0, 2 1 = 0,195 ,[W/m2K]
ktđ = + 2.
+
+
7
58
0, 041 9
b. Phòng cấp đông
- Hệ số toả nhiệt bề mặt dưới của nền tra theo bảng 3-7 trang 65,tài liệu[1] có :
α1= 7 ,[W/m2K]
- Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của buồng lạnh lưu thông không khí cưỡng bức mạnh tra
theo bảng 3-7 trang 65 tài liệu [1] có: α2= 10,5 W/m2K
- Đối với phòng cấp đông thì nhiệt độ trong phòng là -35 0C. Tra bảng 3-6 trang 64 tài
liệu [1] với nhiệt độ phòng -35 0C tính cho mái bằng. Ta có hệ số truyền nhiệt tối ưu qua
tường : ktư = 0,17 W/m2K
Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng cấp đông:
1
1
0, 002
1
− ( + 2.
+

)]
0,17 7
58
10,5
= 0,23 , [m]
Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy chuẩn. Do đó chiều dày thực tế
của lớp cách nhiệt cũng được chọn theo quy chuẩn với điều kiện nó phải lớn hơn hoặc bằng
tt
chiều dày đã xác định được . Ở đây chọn chiều dày thực tế của tấm cách nhiệt là: δ cn = 0,3 m
δcn = 0,041[

tt
Ứng với δ cn ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế:
1
1
0,
002
0,3
1 = 0,132 ,[W/m2K]
kcđ = + 2.
+
+
7
58
0, 041 10,5

§2.4 Bố trí cách nhiệt cho kho lạnh
Đối với tường ngăn giữa 2 phòng lạnh có nhiệt độ âm như nhau vẫn phải cách nhiệt với chiều
dày như tường bao ngoài. Nhưng phải phân lớp cách nhiệt ra 2 bên như hình dưới:

SVTH: Phạm Vi Ca
Trang: 13


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

SVTH: Phạm Vi Ca
Trang: 14


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

CHƯƠNG 3: TÍNH NHIỆT HỆ THỐNG LẠNH

=

Mục đích: tính tổng tổn thất nhiệt của kho lạnh . Để từ đó tính ra công suất yêu cầu của máy
lạnh.
- Tổn thất lạnh từ kho lạnh ra môi trường được xác định theo biểu thức:
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 , [W]
Trong đó:
Q1: Tổn thất lạnh qua kết cấu bao che, [W]
Q2: Tổn thất lạnh để làm lạnh sản phẩm và bao bì, [W]
Q3: Tổn thất lạnh do thông gió. Tổn thất này chỉ có đối với các phòng lạnh có phát sinh nguồn
hôi thối hoặc các chất độc hại. Ở đây sản phẩm bảo quản là thịt heo đã qua chế biến nên không
cần phải thông gió buồng lạnh => Q3=0

Q4: Tổn thất lạnh do vận hành , [W]
Q5: Tổn thất lạnh do sản phẩm thở (Rau, hoa quả…), ở đây sản phẩm là thịt heo => Q5 = 0
=> Tổn thất lạnh của kho lạnh thiết kế dược tính theo công thức:
Q = Q1 + Q2 + Q4 , [W]
- Các số liệu và cách bố trí buồng

3600

TĐ
(-18°C)

6500

TĐ
(-18°C)

3400

C

D

E

6500

6500

K

6500

F

H

6

G

7 kích thước phòng cấp đông

3600

CĐ
(-35°C)

6500

6000

5100

A

B

4100

SVTH: Phạm Vi Ca

Trang: 15


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

§3.1 Tính nhiệt cho phòng cấp đông
Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che : Q1
1.
Ta có :
Q1 = Q 1dl + Q 1bx
Trong đó:
Q 1dl : Tổn thất lạnh qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ
Q 1dl = ∑ki .Fi.∆ti , [W]
Q 1bx : Tổn thất lạnh qua kết cấu bao che do bức xạ mặt trời. Vì kho lạnh có
thiết kế thêm 1 mái che nắng mưa ở phía trên trần kho lạnh do đó bức xạ từ mặt trời vào kho
lạnh là không có => Q 1bx = 0
Vậy:
Q1 = Q 1dl = ∑ki .Fi.∆ti , [W]
Với: - ki: hệ số truyền nhiệt của vách thứ i. Đối với các vách bao bên ngoài, trần, nền thì ki đã
được tính trong chương 2. Riêng đối với tường ngăn giữa các phòng lạnh thì ta chọn k tối ưu
theo bảng (3-5) trang 64 tài liệu [1]. Đối với tường ngăn giữa buồng cấp đông và trữ đông có:
kBC=0,47
- Fi: Diện tích bề mặt kết cấu, [m2]
- ∆ti: Độ chênh nhiệt độ bên ngoài với môi trường bên trong. Độ chênh nhiệt độ giữa các vách
ngăn được tính theo nhiệt độ định hướng. Cụ thể độ chênh nhiệt độ của tường ngăn giữa phòng
cấp đông với phòng đệm:
∆tđc = 0,7( tn-tf) = 0,7(37,5 + 35) = 510C
- Chiều cao tính toán phòng lạnh là: htt = 3,6 m

Kết quả tính toán được đưa vào bảng tổng hợp sau:

Kết cấu
Tường AB
Tường AD
Tường BC
Tường CD
Nền
Trần
Tổng

Kích thước,
[m x m]

F
[m2]

ki
[W/m2K]

∆ti
[0C]

Qi
[W]

4,1 x 3,3
5,3 x 3,3
5,3 x 3,3
3,6 x 3,3

3,6 x 3,6
3,6 x 3,6

19,08
19,08
14,76
14,76
17,28
17,28

0,134
0,134
0,47
0,265
0,132
0,134

55,5
55,5
17
51
72,5
72,5

141,9
141,9
117,9
199,5
165,4
167,9

934,5

2. Tính tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì: Q2
Ta có :
Q2 = Q 2sp + Q bb
2 , [W]
Trong đó:
sp
- Q 2 : Tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm
bb
- Q 2 : Tổn thất lạnh do làm lạnh bao bì
a.Tính Q 2sp :
Ta có công thức tính Q 2sp :
G.(i1 − i 2 )
Q 2sp =
, [kW]
τ .3600
Với : - G: Công suất cấp đông, [t]
- i1: Entanpi của thịt Heo khi đưa vào. Ở nhiệt độ 180C, tra bảng (4-2) trang 81
[1] ta có : i1 = 266,2 kJ/kg
SVTH: Phạm Vi Ca
Trang: 16

tài liệu


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

- i2: Entanpi của thịt Heo khi đưa ra. Ở nhiệt độ -150C, tra bảng (4-2) trang 81 tài liệu [1] ta có :
i2 = 12,2 kJ/kg
- τ =11h thời gian cấp đông cho 1 mẻ thịt
3000.(266, 2 − 12, 2)
=> Q 2sp =
= 19,242 [ kW]
11.3600
b. Tính Q bb
2 :
Ta có công thức tính tổn thất lạnh do bao bì:
Gb .C b .(t1 − t 2 ).1000
Q bb
, [kW]
2 =
τ .3600
Với: - Gb: Khối lượng bao bì đưa vào cùng sản phẩm,[t]. Do khối lượng bao bì chiếm tới (10 ÷
30)% khối lượng hàng (trang 84 tài liệu [1]) và bao bì bằng kim loại nên lấy bằng 30% khối
lượng sản phẩm Gb=30%G.
- Cb: Nhiệt dung riêng của bao bì, đối với bao bì bằng kim loại thì
Cb = 45kJ/kg.K (trang 84 tài liệu [1])
t
:
Nhiệt
độ đầu vào của bao bì lấy bằng nhiệt đầu vào của sản phẩm
- 1
- t2: Nhiệt độ đầu ra của bao bì lấy bằng nhiệt độ của của sp lấy ra khỏi phòng cấp
đông
- τ = 11h thời gian cấp đông cho 1 mẻ sản phẩm
0,3.3,
0.0, 45.(18 + 15).1000

=> Q bb
= 0,338 ,[kW]
2 =
11.3600
Vậy tổng tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì là:
Q2= 19,242 + 0,338 = 19,58 , [kW]
3.Tính tổn thất lạnh do vận hành: Q4
Tổn thất lạnh do vận hành Q4 bao gồm các tổn thất lạnh do đèn chiếu sáng , do người làm việc
trong phòng,do các động cơ điện và do mở cửa:
Q4= Q 14 + Q 24 + Q 34 + Q 44 , [W]
Với: - Q 14 : Tổn thất lạnh do đèn chiếu sáng buồng lạnh
2
- Q 4 : Tổn thất lạnh do người làm việc trong phòng
- Q 34 : Tổn thất lạnh do các động cơ điện
- Q 44 : Tổn thất lạnh do mở cửa
a. Tổn thất lạnh do đèn chiếu sáng: Q 14
Q 14 được tính theo công thức (4-17) trang 86 tài liệu [1] ta có:
Q 14 = A . F, [W]
Với: - F: diện tích phòng lạnh , [m2]
F = 4,8x3,6=17,28 m2
- A: Nhiệt lượng toả ra khi chiếu sáng 1m2 diện tích buồng. Đối với phòng bảo quản lạnh có A=
1,2 W/m2
=>
Q 14 = 1,2 . 17,28= 20,73 , [W]
b. Dòng nhiệt do người toả ra Q 24 :
Q 24 dược tính theo công thức (4-18) trang 86 tài liệu [1] ta có:
Q 24 = 350.n , [W]
Với:
- 350: nhiệt lượng do 1 người toả ra khi làm việc nặng nhọc
- n là số người làm việc trong phòng . Vì phòng có diện tích < 200 m2 => chọn n = 2

SVTH: Phạm Vi Ca
Trang: 17


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

Q 24 = 350.2 = 700 ,[W]
2. Tổn thất lạnh do các động cơ điện Q 34 :
Ta biết rằng năng lượng điện cung cấp cho động cơ được chia làm 2 phần:
+ 1phần biến thành nhiệt năng toả ra môi trường xung quanh. Do đó nếu động cơ đặt trong
phòng lạnh thì nhiệt toả ra này sẽ gây ra 1 phần tổn thất lạnh.
+ Phần lớn còn lại biến thành cơ năng có ích (như làm quay quạt thông gió, quay động cơ quạt
dàn bay hơi…). Nhưng cơ năng này tới môi trường sẽ cọ xát với không khí trong môi trường
biến thành nhiệt năng gây ra tổn thất lạnh cho kho lạnh.
Tổn thất lạnh do các động cơ điện được tính theo công thức:
Q 34 = ∑η i . N i , [kW]
Với: - η i : Hiệu suất của động cơ
+ η i = 1: Nếu động cơ đặt trong phòng
+ η i = η dc : Nếu động cơ đặt ở ngoài phòng lạnh
Đối với phòng cấp đông người ta định mức công suất của động cơ điện cho phòng có công suất
E= 2 tấn/mẻ là : N = 4x5,5 kW
Ta có thể tính công suất động cơ điện của phòng cấp đông với công suất là 3 tấn/mẻ là:
4.5,5.3, 0
dc
N cd =
= 33 ,[kW]
2

=> Tổn thất lạnh do động cơ điện
Q 34 = η.N= 1.33= 33 ,[kW]
( η=1 chọn đông cơ đặt trong phòng )
3. Tính dòng nhiệt khi mở cửa:Q 44
Dòng nhiệt khi mở cửa được tính theo công thức (4-20) trang 87 tài liệu [1]
Q 44 = B.F , [W]
Với: B- dòng nhiệt riêng khi mở cửa, [W/m2]. Tra bảng (4-4) trang 87 đối với phòng trữ đông có
diện tích F= 4,8x3,6=17,28 m2 < 50 m2 ta có: B = 32 , [W/m2]
F= 4,8x3,6m2: diện tích buồng
=>Q 44 = 17,28.32 = 552,96 ,[W]
Vậy tổng tổn thất lạnh do vận hành là:
Q4 = 20,73+ 700 + 33000 + 552,96 = 34273,7 ,[W]
4. Tính nhiệt kho lạnh.
Đối với hệ thống lạnh cấp đông thì tổng tổn thất nhiệt cấp cho phòng này là:
Q = Q1 + Q2 + Q4 = 934,5 + 19580 + 34273,7 = 54788,2 ,[ W]
Công suất nhiệt yêu cầu của máy nén phải đảm bảo bù lại tổn thất nhiệt cấp cho phòng Q. Nhưng
vì khi môi chất đi từ máy nén đến dàn lạnh thì sẽ có các tổn thất trên đường ống và tổn thất tại
các thiết bị trong hệ thống. Bên cạnh đó thì máy nén không thể vận hành liên tục 24h trong 1
ngày được vì nếu như thế sẽ gây ra ứng suất mỏi làm hỏng máy nén. Vì vậy công suất lạnh yêu
cầu của máy nén được xác định như sau:
Q.k
Q0 =
b
Trong đó:
k- hệ số kể đến tổn thất lạnh trên đường ống và các thiết bị trong hệ thông lạnh. Đối với phòng
cấp đông thì nhiệt độ phòng là -350C nên nhiệt độ dàn bay hơi ta chọn
t0=
- 400C , vậy chọn k = 1,085 (trang 92 tài liệu [1])
b- hệ số kể đến thời gian làm việc của máy nén. Dự tính máy nén làm việc khoảng 22h/1ngày
đêm => chọn b = 0,9 (trang 92 tài liệu [1])

SVTH: Phạm Vi Ca
Trang: 18


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

Vậy công suất lạnh yêu cầu của máy nén là:
54788, 2 .1, 085
Q0 =
= 66050,2 ,[W]
0,9
§3.1 Tính nhiệt cho phòng trữ đông
1. Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che : Q1
Ta có :
Q1 = Q 1dl + Q 1bx = Q 1dl = ∑ki .Fi.∆ti , [W]
Với: - ki: hệ số truyền nhiệt của vách thứ i. Đối với các vách bao bên ngoài, trần, nền thì ki đã
được tính trong chương 2. Riêng đối với tường ngăn giữa các phòng lạnh thì ta chọn k tối ưu
theo bảng (3-5) trang 64 tài liệu [1]. Đối với tường ngăn giữa 2 buồng trữ đông có: kGF = 0,58
W/m2K
- Fi: Diện tích bề mặt kết cấu, [m2]
- ∆ti: Độ chênh nhiệt độ bên ngoài với môi trường bên trong. Độ chênh nhiệt độ giữa các vách
ngăn được tính theo nhiệt độ định hướng.
+ Độ chênh nhiệt độ của tường ngăn giữa phòng trữ đông với phòng đệm:
∆tEF = 0,7( tn-tf) = 0,7(37,7 + 18) = 39 0C
+ Độ chênh nhiệt độ của tường ngăn giữa 2 phòng trữ đông :
∆tEF = 0,6( tn-tf) = 0,6(37,7 + 18) = 33,50C
- Chiều cao tính toán phòng lạnh là: htt = 3,6 m
Kết quả tính toán được đưa vào bảng tổng hợp sau:

Phòng trữ đông ΙΙ : BEFG

Kết cấu
Tường GH
Tường GF
Tường HK
Tường FK
Nền
Trần
Tổng

Kích thước,
[m x m]

F
[m2]

ki
[W/m2K]

∆ti
[0C]

Qi
[W]

6,5 x 3,3
6 x 3,3
6,5 x 3,3
6,5 x 3,3

6x6
6x6

23,4
21,6
23,4
23,4
36
36

0,199
0,58
0,199
0,29
0,195
0,199

55,5
33,5
55,5
39
55,5
55,5

258,4
419,7
258,4
254,7
399,6
397,6

1988,4

2. Tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì Q2:
Đối với phòng trữ đông thì Q2 = 0 đó là do nhiệt độ thịt đưa vào phòng trữ đông là – 150C nhiệt
độ thịt khi ra khỏi phòng là -120C, như vậy còn 30C ta dùng để làm lạnh cho bao bì
3.Tính tổn thất lạnh do vận hành: Q4
Tổn thất lạnh do vận hành Q4 bao gồm các tổn thất lạnh do đèn chiếu sáng , do người làm việc
trong phòng,do các động cơ điện và do mở cửa:
Q4= Q 14 + Q 24 + Q 34 + Q 44 , [W]
Với: - Q 14 : Tổn thất lạnh do đèn chiếu sáng buồng lạnh
2
- Q 4 : Tổn thất lạnh do người làm việc trong phòng
- Q 34 : Tổn thất lạnh do các động cơ điện
- Q 44 : Tổn thất lạnh do mở cửa
a. Tổn thất lạnh do đèn chiếu sáng: Q 14
SVTH: Phạm Vi Ca
Trang: 19


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

Q 14 dược tính theo công thức (4-17) trang 86 tài liệu [1] ta có:
Q 14 = A . F, [W]
Với: - F: diện tích phòng lạnh , [m2]
F = 6x6 = 36 m2
- A: Nhiệt lượng toả ra khi chiếu sáng 1m2 diện tích buồng. Đối với phòng bảo quản lạnh có A=
1,2 W/m2
=>

Q 14 = 1,2 .36 = 43,2 ,[W]
b. Dòng nhiệt do người toả ra Q 24 :
Q 24 dược tính theo công thức (4-18) trang 86 tài liệu [1] ta có:
Q 24 = 350.n , [W]
Với:
- 350: nhiệt lượng do 1 người toả ra khi làm việc nặng nhọc
- n là số người làm việc trong phòng ,vì phòng có diện tích < 200 m2 => chọn n = 2
Q 24 = 350.2 = 700 W
4. Tổn thất lạnh do các động cơ điện Q 34 :
Ta biết rằng năng lượng điện cung cấp cho động cơ được chia làm 2 phần:
+ 1phần biến thành nhiệt năng toả ra môi trường xung quanh. Do đó nếu động cơ đặt trong
phòng lạnh thì nhiệt toả ra này sẽ gây ra 1 phần tổn thất lạnh.
+ Phần lớn còn lại biến thành cơ năng có ích (như làm quay quạt thông gió, quay động cơ quạt
dàn bay hơi…). Nhưng cơ năng này tới môi trường sẽ cọ xát với không khí trong môi trường
biến thành nhiệt năng gây ra tổn thất lạnh cho kho lạnh.
Tổn thất lạnh do các động cơ điện được tính theo công thức:
Q 34 = ∑η i . N i , [kW]
Với: - η i : Hiệu suất của động cơ
+ η i = 1: Nếu động cơ đặt trong phòng
+ η i = η dc : Nếu động cơ đặt ở ngoài phòng lạnh
Đối với phòng trữ đông người ta định mức công suất của động cơ điện cho phòng có công suất
E=20 tấn/mẻ là : N = 4 x 1,1 kW
Ta có thể tính công suất động cơ điện của phòng cấp đôngvới công suất là 35 tấn/mẻ là:
4.1,1.35
dc
N cd =
= 7,7 ,[kW]
20
=> Tổn thất lạnh do động cơ điện
Q 34 = η.N= 1.7,7= 7,7 ,[kW]

( η=1 chọn đông cơ đặt trong phòng )
5. Tính dòng nhiệt khi mở cửa:Q 44
Dòng nhiệt khi mở cửa được tính theo công thức (4-20) trang 87 tài liệu [1]
Q 44 = B.F , [W]
Với: B: dòng nhiệt riêng khi mở cửa, [W/m2]. Tra bảng (4-4) trang 87 đối với phòng trữ đông có
diện tích F= 36 m2 < 50 m2 ta có: B = 22 m2
F= 6x6m2: diện tích buồng
=>Q 44 = 36.22 = 792 ,[W]
Vậy tổng tổn thất lạnh do vận hành là:
Q4 = 43,2+ 700 + 7700 + 792 = 9235,2 ,[W]
5. Công suất lạnh yêu cầu của máy nén
Ta thấy rằng ở 2 phòng trữ đông І và ІІ đều có cùng 1 chế độ làm việc. Về nguyên tắc ta có thể
sử dụng mỗi phòng một 1 hệ thống lạnh riêng biệt. Tuy nhiên làm như thế là tốn kém thêm 1
SVTH: Phạm Vi Ca
Trang: 20


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

máy nén, tốn thêm nhiều thiết bị hơn, không tiện trong việc vận hành. Vậy ta chọn 1 hệ thống
lanh chung cho cả 2 phòng trữ đông.
Tổn thất nhiệt của hệ thống là:
∑ Q = 0,9 ∑ Q1 + ∑ Q2 + 0,7. ∑ Q4

Ta lấy 0,7. ∑ Q4 là do có sự không dồng thời về vận hành. Mà ở đây chỉ có 2 phòng trữ đông nên
chọn 0,7. ∑ Q4 .
=>

∑ Q = 0,9. ∑ Q

1

+ 0,7. ∑ Q4

= 0.9.2.Q 1 + 0,7.2.Q4
= 0,9.2.1988,4 + 0,7.2.9235,2
= 16508,4 ,[ W ]
Vậy công suất lạnh yêu cầu của hệ thống lạnh là:
Q.k
Q0 =
b
Trong đó:
k- hệ số kể đến tổn thất lạnh trên đường ống và các thiết bị trong hệ thông lạnh. Đối với phòng
cấp đông thì nhiệt độ phòng là -180C nên nhiệt độ dàn bay hơi ta chọn
t0=
0
- 23 C , vậy chọn k = 1,06 (trang 92 tài liệu [1])
b- hệ số kể đến thời gian làm việc của máy nén. Dự tính máy nén làm việc khoảng 22h/1ngày
đêm => chọn b = 0,9 (trang 92 tài liệu [1])
Vậy công suất lạnh yêu cầu của máy nén là:
16508,4 .1, 06
Q0 =
= 19443,2 ,[W]
0,9

SVTH: Phạm Vi Ca
Trang: 21

Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

CHƯƠNG 4: LẬP CHU TRÌNH VÀ TÍNH CHỌN MÁY NÉN
Chương này nhằm tính toán chu trình lạnh của hệ thống để từ đó tính ra công suất nhiệt yêu cầu
của các thiết bị trong hệ thống.
§4.1 Chọn môi chất
1.Chọn môi chất lạnh
Môi chất sử dụng trong hệ thống lạnh là R22 vì nó có những ưu nhược điểm sau:
−Ưu điểm :
+ Không độc hại
+ Không gây cháy nổ
+ Không ăn mòn kim loại đen và kim loại màu
+ Khi rò rỉ , không làm hỏng thực phẩm cần bảo quản
+ Hòa tan hạn chế dầu , ở khoảng nhiệt độ -200C ÷ -400C không hòa tan dầu
+ Năng suất lạnh riêng thể tích lớn
+ Áp suất ngưng tụ ở điều kiện bình thường < NH3
+ Nhiệt độ hóa rắn thấp hơn so với NH3
+ Dễ vận chuyển và bảo quản
+ Không dẫn điện ở thể hơi nhưng dẫn điện ở thể lỏngchỉ dùng cho máy nén hở và nữa hở.
−Nhược điểm :
+ Đắt tiền hơn NH3 .
+ Không hòa tan nước nên dễ dây tắc nghẽn hệ thống
+ Có tính rửa cặn bẩn nên dễ gây tắc nghẽn hệ thống
+ Gây ô nhiễm môi trường (phá hủy tầng ôzôn và gây hiệu ứng nhà kính)
Nói chung R22 có độ hoàn thiện nhiệt động khá cao, có nhiều ưu điểm vượt trội so với NH3 nên
được sử dụng rộng rãi .Vì vậy chọn môi chất R22 là phù hợp .
2. Chọn môi trường giải nhiệt

Chọn môi trường giải nhiệt là nước tuần hoàn qua tháp trao đổi nhiệt vì so với không khí thì
nước làm mát có những ưu điểm sau :
+ Hệ số tỏa nhiệt cao hơn nên làm mát tốt hơn
+ Ít chịu ảnh hưởng của thời tiết
§4.2 Hệ thống lạnh cho phòng trữ đông
І. Thông số ban đầu
- Năng suất lạnh yêu cầu Q0 = 19443,2 W = 19,443 , [kW]
- Nhiệt độ và trạng thái của đối tượng làm lạnh : tf = - 180C
- Chọn môi trường giải nhiệt là nước tuần hoàn qua tháp giải nhiệt :
+ Nhiệt độ nước khi vào bình là:
t w1 = tư + (3÷4)0C
Với: tư- là nhiệt độ nhiệt kế ướt của không khí được tra theo đồ thị i-d với tn= 37,70C và độ ẩm φ
= 77% ,ta có: tư = 33 0C
=> t w1 = 33 + (3÷4)0C = 360C
+ Nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng:
t w 2 = t w1 + (2÷6)0C
Ở đây chọn bình ngưng ống chùm nằm ngang nên
t w 2 = t w1 + 40C = 36 + 4 = 400C
ІІ. Tính toán chu trình
1. Chọn nhiệt độ bay hơi :
t0 = tf – (4 ÷10)0C = - 250C
Chọn to = -250C tra bảng hơi bão hoà của R22 trang 320 tài liệu [1] ta có áp suát bay hơi là : p0 =
2,02 bar
SVTH: Phạm Vi Ca
Trang: 22


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

2. Chọn nhiệt độ ngưng tụ :
tk = (t w1 +t w 2 )/2 + (4 ÷10)0C = (36+40)/2 + 4= 420C
Chọn ∆tk = 420C vì môi trường làm mát là nước. Tra bảng hơi bão hoà của R22 trang 320 tài liệu
[1] ta có áp suất ngưng tụ là: pk = 16,06bar
3. Tính cấp nén của chu trình
Ta có tỉ số nén của chu trình:
p k 16, 06
Л=
=
= 7,95 < 12
p0
2, 02
Vậy chọn chu trình máy nén 1 cấp
4. Chọn chu trình lạnh
Chọn chu trình lạnh cho phòng trữ đông là chu trình máy lạnh 1 cấp dùng thiết bị hồi nhiệt. Mặc
dù là chu trình này bị lệch ra khỏi chu trình Cacno làm cho hệ số lạnh giảm xuống. Nhưng ngược
lại nó tránh được hiện tượng ẩm về máy nén gây ra hiện tượng thuỷ kích làm hỏng máy nén. Đối
với freon có thể dùng bình tác lỏng hoặc thiết bị hồi nhiệt nhưng dùng thiết bị hồi nhiệt nhiều
hơn.Do nhiệt độ cuối tầm nén của chu trình hồi nhiệt lớn hơn bình tách lỏng
5. Nhiệt độ hơi quá nhiệt
t1’ = t0 + ∆tqn = -25+ 25 = 00C
- Chọn độ quá nhiệt ∆tqn = 250C do nhiệt độ cuối tầm nén thấp nên độ quá nhiệt hơi hút rất cao.
6. Nhiệt độ quá lạnh
∆tql = t3 - t3’
Theo phương trình cân bằng nhiệt ở thiết bị hồi nhiệt:
Qlỏng = Qhơi
Cpl ( t3 − t3’) = Cph (t1’ − t1)
Cph
0,144

t3’ = t3 −
( t1’ - t1) =42 . 25 = 26℃
Cpl
0, 223
với: Cpl và Cph lần lượt là nhiệt dung riêng của lỏng và hơi của môi chất lạnh ở t= 0℃;
Cpl = 0,223 (kcal/kg);
Cph = 0,144 (kcal/kg);
Độ quá lạnh là ∆ql = t3 − t3’ = 42 − 26 = 16℃
7. Xây dựng đồ thị và lập bảng thông số các điểm nút
a. Sơ đồ nguyên lý của chu trình lạnh 1 cấp dùng thiết bị hồi nhiệt.

SVTH: Phạm Vi Ca
Trang: 23


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

q

GVHD:Nguyễn Thành Văn
K

NT

HN

MN

q

HN

TL
BH
q

O

Chú thích:
MN: Máy nén
NT: Bình ngưng tụ
TL: Van tiết lưu
BH: Dàn bay hơi
HN: Thiết bị Hồi nhiệt
b. Đồ thị
lnP

T
2

3'

3

3

2

3'
1'

4

1

4

1

1'

i

s

Chú thích:
1-2 :quá trình nén đoạn nhiệt trong máy nén
2-3’ :quá trình ngưng tụ đẳng áp ở bình ngưng
3’-3 :quá trình quá lạnh trong bình hồi nhiệt
3-4 :quá trình tiết lưu trong van tiết lưu nhiệt
4-1’ :quá trình bay hơi đẳng áp ở dàn bay hơi
1’-1 :quá trình hồi nhiệt trong bình hồi nhiệt

SVTH: Phạm Vi Ca
Trang: 24


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

c. Nguyên lý làm việc:
Hơi sau khi ra khỏi thiết bị bay hơi đi vào thiết bị hồi nhiệt nhận nhiệt đẳng áp của lỏng cao áp
trở thành hơi quá nhiệt (1’) rồi được hút về máy nén nén đoạn nhiệt lên áp suất cao (2), sau đó
qua thiết bị ngưng tụ nhả nhiệt đẳng áp cho môi trường làm mát ngưng tụ thành lỏng cao áp (3)
rồi đi qua thiết bị hồi nhiệt nhả nhiệt đẳng áp cho hơi hạ áp trở thành lỏng quá lạnh (4) qua van
tiết lưu giảm áp xuống áp suất bay hơi (5) rồi đi vào thiết bị bay hơi nhận nhiệt đẳng áp đẳng
nhiệt của đối tượng cần làm lạnh, hoá hơi và chu trình cứ thế tiếp tục.
d . Lập bảng thông số các điểm nút
Điểm

Ap suất
P(bar)
2,02

Entanpi
i(kJ/kg)
395

Entropi
s(kJ/kgK)

1

Nhiệt độ
t0C
-25

1’
2
3

3’
4

0
97
42
26
-25

2,02
16,06
16,06
16,06
2,02

411
465
254
231
225

1,854
1,854

Thể tích
v(m3/kg)
0,1187

1,109
1,109

Chú thích
Hơi bão hoà khô
(x=1)
Hơi quá nhiệt
Hơi quá nhiệt
Lỏng bão hoà(x=0)
Lỏng bão hoà
Hơi bão hòa ẩm

Xác định lưu lượng tuần hoàn qua hệ thống
Q0
Q0
19, 443 
G=
=
=
= 0,104 kg/s
q 0 i '1 −i4 411 − 225
8. Phụ tải nhiệt của thiết bị ngưng tụ
Qk = G.qk = G.(i2 – i3) = 0,104.(465- 254) = 21,944 ,[ kW ]
9. Xác định công của máy nén
L = G.l = G.(i2 – i1) = 0,104.( 465-395) = 7,28 ,[kW]
10. Nhiệt lượng qua thiết bị hồi nhiệt
QHN = G.qHN = G.( i1’–i1) = 0,104.(411-395) = 1,664 ,[kW]
11. Tính chọn công suất lạnh
- Công suất lạnh phòng trữ đông:
Q = 16508,4
[W]
- Công suất lạnh của máy nén lạnh trong phòng trữ đông

Q0 = 19443 [ W ]=19,443 [Kw]
12. Hệ số làm lạnh
395 − 225
q
ε= 0 =
= 2,42
465 − 395
l
Ш. Chọn máy nén
1.Chọn máy nén
a. Thể tích hút thực tế
Vtt = G. v1 = 0,104. 0,1187= 0,012 , [m3/s ]
b. Hệ số cấp λ
p k 16,06
Có tỉ số nén : Л =
=
= 7,9. Tra đồ thị hình 7- 4 trang 168 tài liệu [1] với máy nén kiểu
2,02
p0
hiện đại ta có: λ = 0,61
c. Thể tích hút lý thuyết
0, 012
V
Vlt = lt =
= 0,019 ,[ m3/s ]
0,
61
λ

SVTH: Phạm Vi Ca

Trang: 25